Question

如圖2-2-8所示,帶正電小球質(zhì)量為m=1×10^-2kg,帶電荷量為q=1×10^-6C,置于光滑絕緣水平面上的A點(diǎn).當(dāng)空間存在著斜向上的勻強(qiáng)電場時(shí),該小球從靜止開始始終沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),測得其速度v_B =1.5 m／s,此時(shí)小球的位移為s=0.15 m.求此勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的取值范圍.(取g=10 m／s²)

圖2-2-8

某同學(xué)求解如下：設(shè)電場方向與水平面之間夾角為θ,由動(dòng)能定理qEscosθ=mv_B²-0得E=V／m.由題意可知θ＞0,所以當(dāng)E ＞7.5×10⁴V／m時(shí),小球?qū)⑹冀K沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng).

經(jīng)檢查,計(jì)算無誤.該同學(xué)所得結(jié)論是否有不完善之處?若有,請(qǐng)予以補(bǔ)充.

Answer 1

解：該同學(xué)所得結(jié)論有不完善之處.為使小球始終沿水平面運(yùn)動(dòng),電場力在豎直方向的分力必須小于等于重力

qEsinθ≤mg

所以tanθ≤,E≤V/m=1.25×10⁵ V/m,

即7.5×10⁴V/m＜E≤1.25×10⁵ V/m.